TGA在精制沥青研究中的应用

吴松

（黑龙江华丰煤化工有限公司，黑龙江 双鸭山 155100）

所谓热解重量分析仪，就是TGA的方法，这种方法就可以通过物料的不同温度所产生的热分解而造成重量的损失的相关情况，从而对产品的物理性质和化学性质进行更加准确和详细的研究。相关人员利用TGA方法来对沥青进行热分解的研究，可以更好地知道沥青的热分解温度以及残留物的收率的情况。通过这种方法能够更好地研究沥青的性质，为今后沥青的发展提供了重要的参考作用。

一、相关的实验

（一）原料分析

相关企业在进行实验的过程中，就通过采用软沥青的材料，然后再经过闪蒸、缩聚等一系列的反应，就能调制成精制的沥青。并且通过对此材料进行分析研究，我们可以发现其在110°时的密度为1.145g/cm，其初馏点为270℃。

（二）实验的步骤

工作人员按照试样的质量，将材料分成两组，并标记每组为a1和a2。同时，工作人员也应该保证每组都有三个试样。通过对相关数据的分析表明，a1组的精致沥青试样的平均质量一般为13毫克，a2组精制沥青试样的平均质量为40毫克。然后工作人员就可以通过对其进行10摄氏度每分钟或15摄氏度每分钟的升温速度，来对a1组和a2组进行升温。除此之外，工作人员也可以通过TGA和DTG方法来对a2组精制沥青热解过程进行分析和研究。

二、结果和相关分析

（一）物料试样质量的影响

工作人员在通过TGA的方式对物质的热解情况进行探讨的过程中，由于存在热滞后以及热惯性的现象。我们可以发现TGA曲线在同一失重的条件下，相关物质随着升温速率的不断增强，热解温度也越来越高。从而我们也可以分析出，随着相关温度的不断增加，不同升温速度的TGA曲线也呈由低到高的情况来进行排列。

工作人员通过对a1组TGA的曲线进行分析，可以发现在200℃到300℃之间，物质都在同样的热失重情况下，随着温度的不断增加，TGA所呈的曲线没有一定的顺序。正因如此，a1组所呈现出来的规律与TGA分析法所得出的规律有差距。因此，工作人员采用13毫克样品量的一组所得出的结论就不是很准确。

而工作人员通过对a2组的精制沥青的情况进行分析，就可以发现随着样品量的不断增加，在同样的失重情况下，随着升温速率的不断增快，热解温度也在进行着不断升高。因此，我们就可以发现工作人员所得出的a2组的相关情况就符合TGA分析法所得出的规律。工作人员利用这种方法所得出的热分析数据就比较准确。

沥青是一种比较复杂的混合物，这种物质的粘性很大，并且分子量的分布也很广。正因如此，相关工作人员如果选择较少的取样量，那么所得出的相关数据的结论也可能会存在一定的误差，从而导致实验所分析的结果准确性不高。因此，在进行TGA分析法的过程中，如果工作人员想要提高精制沥青的热分解数据的准确性，就应该在样品量合理的范围之内，适当的增加样品的含量，从而有利于提升热分析所得数据的准确性。

（二）升温速度的影响

相关人员为了更加了解在整个加热的过程中，精制沥青的质量损失效率，并且也能够更加完整和方便的测出快速反应的峰值温度。我们就将精制沥青的a2组进行了DTG法。与TGA曲线不同，DTG曲线能够更好地反映出反应温度、反应速率、反应终止温度等具体情况，并且也可以对质量的变化进行一个完整连续的监测。

工作人员通过对精制沥青的a2组分别进行10摄氏度每分钟和15摄氏度每分钟升温速度来进行热分解的反应，就可以得到DTG的反应曲线。通过对相关曲线的研究，工作人员就可以发现在升温速度为10摄氏度每分钟的升温速率下热失重曲线的初始分解温度为182℃，热分解的终止温度为546℃。除此之外，通过对DTG曲线的分析，在升温速度为十摄氏度每分钟的曲线上存在一个热解峰，热解峰的温度是314℃。这也就在一定程度上说明了在10摄氏度每分钟的升温速率下，在314℃时沥青的分解速率最大。但是由于314℃的温度不是很高，也就表明了这是由于精制沥青中轻组份的分解和挥发而造成的。除此之外，工作人员在观察次要热解峰的时候，也可以发现其温度为484℃。我们可以将这个过程称为是沥青的聚合过程，在这个过程中，沥青产生了轻质组分。因此，沥青在314℃和484℃之中时，就是一个沥青聚合的过程。

同时相关人员通过对升温速度为15摄氏度每分钟的TGA和DTG曲线进行分析，可以看出，随着升温速度的不断提高，精制沥青的初始分解温度、终止分解温度和最快分解温度以及次要最快热解温度都有所提升。除此之外，工作人员也发现随着温度速度的不断增高，固体残留物也越来越少。

三、结束语

通过上述的研究，在通过TGA法来分析沥青的时候，工作人员应该适当的增加试剂的含量，从而有利于提升结果的准确性。在对精制沥青进行聚合的过程中，温度也最好应该控制在热分解温度和热聚合温度之间，这样有利于反应的进行。而在进行精制沥青的过程中，也应该控制升温速率。固体残留物会随着升温速率的不断提高，而不断减少。同时，如果升温速率太高的话，不利于精制沥青的聚合反应。总而言之，相关人员在进行精制沥青的研究过程中，就应该对沥青的相关性质进行分析。